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Prácticas de grupo.

Práctica nº 2.

Prácticas de Materiales de Construcción II.

Arquitectura Técnica.

Profesor: Marcos Lanzón.

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Práctica nº 2.

Conceptos de Carbonatación y Segregación.

Objeto: Reproducir ensayos de laboratorio que permitan una mejor

comprensión de los conceptos de carbonatación y segregación.

Fases:

1. Marco teórico.

2. El encalado y la carbonatación en una pintura de cal.

3. Visualización de la segregación en probetas.

4. Vertido de un hormigón autocompactable (HAC).

Materiales:

Placa cerámica (rasilla).

Cal aérea.

Filler calizo (10 µm).

Ligante (resina acrílica).

Cuchara.

Agua.

Espátula.

Brocha.

Fenolftaleína.

2 probetas demostrativas rellenas de áridos.

2 vasos de PE transparentes.

1 vaso de plástico rígido.

Gravilla.

Arena.

Cemento Portland 42.5R.




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Jeringuilla.

Superfluidificante.

Balanza.

1. Marco teórico.

La importancia de la carbonatación puede resumirse en la siguiente

frase: “…al margen de los cloruros, la acción del CO2 atmosférico sobre el

hormigón resulta clave . La formación de carbonatos rebaja el valor de pH en la

zona circundante a la armadura y hace posible la corrosión”.

La carbonatación se produce por la reacción del CO2 presente en la atmósfera

con la portlandita del cemento. El proceso no tiene connotaciones

exclusivamente negativas y, de hecho, la carbonatación es el proceso que

explica el fraguado de la cal aérea en pinturas y morteros. La carbonatación se

produce en la tercera etapa del ciclo de la cal.

1ª etapa; calentamiento de la piedra caliza con formación de cal viva, CaO.

Piedra Caliza; CaCO3 → CaO + CO2

2ª etapa; hidratación de la cal viva hasta formar cal apagada, Ca(OH)2.

CaO + H2O → Ca(OH)2

3ª etapa; carbonatación de la cal apagada.

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3

En cuanto a la segregación, se trata simplemente de un fenómeno de

separación de materiales en función de su peso y tamaño. La segregación se

produce siempre, en mayor o menor medida, durante la puesta en obra del




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hormigón, esto es, durante su manipulación, colocación, vibración y

terminación.

2. El encalado y la carbonatación de una pintura de cal.

En primer lugar, fabricaremos nuestra propia pintura de cal. Toma el

vaso de plástico de 250 ml de capacidad, colócalo sobre la balanza, tara a cero

y dosifica con la cuchara los componentes siguientes:

NOTA - para dosificar la resina acrílica debes usar la jeringuilla.

Componentes. Peso, g Función

1. Agua 50 Vehículo

2. Cal apagada / Ca(OH)2 10 Conglomerante

Agitar 30 segundos con varilla de vidrio

3. Filler calizo 20 Carga


4. Titanio 5 Cubriente


5. Resina acrílica 1.5 Conglomerante

Agitar 30 segundos y aplicar la pintura.

NOTA: Todavía en muchos pueblos andaluces y castellano-manchegos, se realiza el encalado

de paredes y muros. Este encalado casero se hace tan solo con cal apagada y agua. Aunque

la pintura de cal no daba un acabado de mucha calidad, - se precisaba repetir el encalado casi

cada año – la cal cumplía con dos funciones principales; blanqueante y desinfectante.




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Prolonga el mezclado hasta obtener una pintura homogénea. A continuación

coloca una rasilla cerámica sobre una tira de papel tendida en la mesa (intenta

no manchar la mesa). Con la ayuda de un pincel recubre la placa cerámica.

Nada más terminar de pintar la placa añade una sola gota de disolución de

fenolftaleína. Deberá aparecer una mancha de color fucsia intenso (ver Fig. 1).

Deja la placa sobre la mesa y obsérvala otra vez al terminar la práctica.

Fig. 1. Test de la fenolftaleína para una pintura de cal. Izquierda; inicialmente la cal está como

hidróxido cálcico. Derecha; al cabo de una hora la cal se ha carbonatado por la acción del CO2

atmosférico (carbonatación). El hidróxido cálcico, Ca(OH)2 se ha transformado en carbonato de

calcio, CaCO3. En este test el color de la fenolftaleína se utiliza como indicador de la reacción.

3. Visualización de la segregación en probetas.

En tu mesa de trabajo tienes dos probetas rellenas con materiales

granulares. En una se ha introducido una mezcla de áridos de mármol blanco

con diferentes tamaños. En la otra probeta, se ha usado una mezcla de árido

de mármol y un árido gris aligerado puzolánico. Toma la primera probeta y, sin

quitar el tapón de goma, agítala 30 veces en dirección horizontal. Si ves que el

contenido de la parte inferior no se mezcla, quita el tapón e introduce la varilla

de metal hasta el fondo de la probeta para deshacer el material apelmazado.

Cierra herméticamente de nuevo la probeta y agítala otras 30 veces en

dirección horizontal. Repite la misma operación con la segunda probeta. Deja




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que el contenido de las probetas se estabilice y se produzca la segregación de

las partículas.

Fig. 2. Separación de materiales granulares en probetas.




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4. Vertido de un hormigón autocompactable (HAC).

En esta parte de la práctica vamos a verter en vasos de plástico

transparentes dos tipos de hormigón; uno normal y otro autocompactable. Cada

vaso de plástico es como un encofrado imaginario donde vertemos el

hormigón. Se usan vasos transparentes para que puedas apreciar cómo se

adapta cada tipo de hormigón al encofrado. Un hormigón autocompactable,

para la misma consistencia, produce mucha menos segregación que un

hormigón normal.

Comenzando por el hormigón normal, coloca un vaso de plástico rígido en la

balanza y tara el recipiente antes de pesar. Adiciona las cantidades que

aparecen en la siguiente tabla:

Componentes. Hormigón normal.

Cantidades a, g

Hormigón

autocompactable

Cantidades, g

Función

Gravilla 150 150 Árido

Arena 150 150 Árido

Cemento Portland

42.5R 150 150 Conglomerante

Agua 80 70 Vehículo

Glenium líquido - 2-3 ml (usar jeringuilla) Superfluidificante

a Para simplificar la práctica se han incluido unas dosificaciones ficticias. Los ratios agua-

cemento sí responden bastante más a la realidad.

Mezcla con la espátula el contenido del vaso y prolonga el amasado durante 2-

3 minutos hasta que te quede una pasta de hormigón homogénea. Cuando ya




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tengas el hormigón bien amasado viértelo, con la ayuda de la espátula, en uno

de los vasos de plástico transparentes cuidando de no mover el vaso durante el

llenado ni tampoco después del mismo. Una vez lleno el vaso no agites ni

muevas el hormigón. Cuando prepares la fórmula del hormigón

autocompactable ten en cuenta lo siguiente:

a. La cantidad de agua difiere sensiblemente en este segundo caso. Pesa

EXACTAMENTE la cantidad de agua que figura en la tabla (60 g).

b. Es mejor añadir el superfluidificante después de amasar el hormigón.

Fig. 3. Diferencias observadas tras el vertido de un hormigón autocompactable (izquierda) y

otro normal (derecha). La relación A/C es 0.40 y 0.55 respectivamente. Las coqueras son más

numerosas en el hormigón convencional. El HAC tiene una perfecta capacidad autonivelante y

muy baja segregación.

Coqueras

A / C = 0.40 A / C = 0.55




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Amasa el hormigón con la espátula durante 2-3 minutos. Verás que

inicialmente te cuesta bastante amasarlo. Cuando hayas prolongado el

amasado y la pasta esté más homogénea, toma 1 mL de aditivo

superfluidificante con la jeringuilla y añádelo directamente sobre el hormigón

amasado.

Vuelve a amasar la pasta durante 1 minuto más. Comprobarás inmediatamente

el efecto del aditivo, dándote la sensación de haber usado un exceso de agua

de amasado. En realidad, es la acción del superfluidificante lo que produce este

efecto. Acabas de obtener un hormigón autocompactable.

Vierte este hormigón sobre el otro vaso de plástico transparente. No muevas

tampoco el vaso ni agites su contenido después de verterlo. Coloca juntos los

dos vasos y examina las diferencias. Responde a las preguntas del Anexo 1.




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Fig. 4. Vista superior del hormigón vertido en un encofrado de plástico (vaso). Hormigón

autocompactable (arriba); hormigón convencional (abajo).




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Anexo 1. Hormigón autocompactable.

1. En la siguiente tabla rellena las casillas que faltan. Las casillas marcadas en

verde requieren un sencillo cálculo y las marcadas en gris que des un valor

aproximado (VA) lógico.

Componentes. Hormigón normal.

Cantidades, Kg

Hormigón X

Cantidades, Kg

Hormigón Y

Cantidades, Kg

Grava 1200 1200 1170

Arena 800 800 800

Cemento Portland 42.5R 300 400

Agua 165 260

Glenium líquido 0 6 0

Poliestireno Expandidoa 0 0 30

Relación A/C

(Agua / Cemento) 0.55 0.40

Densidad pasta, Kg/m3 2210 VA: VA:

Resistencia a

compresión, N/mm2 32 VA: VA:

a El poliestireno expandido granulado se usa como aligerante en hormigones.

2. Elige la respuesta incorrecta.

a. El hormigón normal es forzosamente menos denso que el hormigón Y.

b. El hormigón X es forzosamente más resistente que el normal.

c. El hormigón normal es más económico.

d. El hormigón X daría menos segregación.




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Fig. 5. Simulación de coqueras producidas en un hormigón vertido en un encofrado de plástico

(vaso). Este tipo de fallos es frecuente en la puesta en obra del hormigón. Hay dos opciones

para controlar este efecto; i) colocación eficiente del hormigón, ii) usar un HAC.




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